L'atmosphère terrestre a cinq couches distinctes. Ces couches protègent la Terre des rayons ultraviolets, maintiennent la surface de la planète habitable via l'effet de serre et fournissent l'oxygène nécessaire à la respiration.
Atmosphère de la Terre: l'image globale
L'orbite de la Terre autour du soleil maintient la planète à une distance idéale où les températures supportent l'eau liquide à la surface pour maintenir la vie.
Température de l'atmosphère :
La plage de température de la Terre en degrés Fahrenheit est de 2 700 degrés Fahrenheit (1 500 degrés Celsius) dans le l'atmosphère la plus élevée à une température moyenne mondiale d'environ 59 degrés Fahrenheit (15 degrés Celsius) près de la surface.
Composition de l'atmosphère :
La composition de l'atmosphère est principalement composée d'azote et d'oxygène, bien qu'elle commence à s'éclaircir à moins de 16 kilomètres de la surface de la Terre.
La troposphère
Altitude:
La couche de troposphère s'étend de la surface de la Terre à une hauteur comprise entre 6 et 20 kilomètres. Il varie avec la latitude. À l'équateur, il peut atteindre 12 milles (20 kilomètres) et aux pôles, il atteint environ 4 milles (6 kilomètres).
Composition:
Près de 75 pour cent de l'atmosphère réside dans la troposphère. La composition contient principalement de l'azote et de l'oxygène :
- Azote, 78,08 pour cent
- Oxygène, 20,95 pour cent
- Eau, 0 à 4 pour cent (la vapeur d'eau a la concentration la plus élevée près de l'équateur et la plus faible dans les régions désertiques et polaires)
- Argon, 0,93 %
- Dioxyde de carbone, 0,04 pour cent
- Des traces de néon, d'hélium, de méthane, d'hydrogène, d'oxydes d'azote et d'ozone
- Matières particulaires telles que poussières, cendres volcaniques
Température:
Près de la surface de la Terre, la température moyenne mondiale est de 59 degrés Fahrenheit (15 degrés Celsius). À la limite supérieure de la troposphère, l'air atteint presque moins de 76 degrés Fahrenheit (négatif 60 degrés Celsius).
La stratosphère
Altitude:
La stratosphère commence au niveau le plus élevé de la troposphère et s'étend jusqu'à 50 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre.
Composition:
La stratosphère contient 85 à 90 pour cent de l'ozone atmosphérique créé par la photolyse, la décomposition par le rayonnement solaire de l'oxygène. Cette couche d'ozone protège les êtres vivants sur Terre des rayons ultraviolets nocifs du Soleil. La composition de la stratosphère :
- contient des gaz de la troposphère mais en moins grand nombre
- autres gaz présents: protoxyde d'azote, méthane et chlorofluorocarbures provenant de la troposphère
- très peu de vapeur d'eau
- les éruptions volcaniques sur Terre injectent des composés sulfurés, des gaz halogènes tels que le chlorure d'hydrogène et le fluorure et des particules de composés inorganiques de silicate et de sulfate
Température:
La température dans la stratosphère varie de moins 60 degrés Fahrenheit (négatif 51 degrés Celsius) à la limite de la troposphère à moins 5 degrés Fahrenheit (négatif 15 degrés Celsius) à le haut. L'augmentation de la température est due à la couche d'ozone qui absorbe la lumière ultraviolette du rayonnement solaire.
La mésosphère
Altitude:
La mésosphère s'étend de la limite de la stratosphère à 53 miles (85 kilomètres) au-dessus de la surface de la Terre. Il contient les températures les plus froides de l'atmosphère terrestre.
Composition:
La composition de la mésosphère est des gaz de plus en plus minces provenant des couches de la troposphère et de la stratosphère. De plus, les météores se vaporisent dans la mésosphère, ce qui lui confère une concentration plus élevée de fer et d'autres ions métalliques.
Température:
La température varie de moins 5 degrés Fahrenheit (négatifs 15 degrés Celsius) à la limite de la stratosphère à moins 184 degrés Fahrenheit (négatif 120 degrés Celsius) à la partie supérieure frontière.
La Thermosphère
Altitude:
Du sommet de la mésosphère, la thermosphère s'étend jusqu'à 311 à 621 milles (500 à 1 000 kilomètres) au-dessus de la surface de la Terre.
Composition:
Seules des traces de l'atmosphère (provenant de la troposphère) peuvent être détectées dans la couche de thermosphère. Tous les gaz de dioxyde de carbone qui contribuent au réchauffement de la troposphère provoquent un refroidissement dans la thermosphère car ils renvoient de la chaleur vers l'espace.
Les particules chargées de l'espace qui entrent en collision avec des atomes pour créer des aurores boréales (aurores boréales) et des aurores australes (lumières du sud) se trouvent dans la couche de thermosphère.
Température:
La température varie de moins 184 degrés Fahrenheit à la limite supérieure de la mésosphère à 3 600 degrés Fahrenheit (2 000 degrés Celsius) près de la limite supérieure, car le rayonnement ultraviolet et les rayons X du soleil sont absorbé.
L'Exosphère
Altitude:
L'exosphère n'a pas de frontière claire car elle se dissout progressivement dans l'espace extra-atmosphérique. Certains scientifiques le placent à des hauteurs de 62 000 miles (100 000 kilomètres) au-dessus de la Terre.
Composition:
La composition de l'exosphère est clairsemée car les atomes et les molécules se dissipent lentement dans l'espace. Au sein de cette couche, les atomes d'hydrogène diffusent le rayonnement ultraviolet et les molécules de gaz individuelles sont soit attirées vers la Terre par les forces gravitationnelles, soit s'envolent dans l'espace.
Température de l'exosphère :
La plage de température de l'exosphère peut atteindre jusqu'à 2 700 degrés Fahrenheit (1 500 degrés Celsius) dans l'atmosphère la plus élevée, car l'air raréfié transmet peu de chaleur.